低层冷弯薄壁型钢结构抗震性能分析
冷弯薄壁型轻钢结构体系在低层住宅项目中的应用
冷弯薄壁型轻钢结构体系在低层住宅项目中的应用
冷弯薄壁型轻钢结构是一种新型的低层住宅建筑体系，它采用冷弯薄壁型钢材作为主
要结构材料，通过冷弯成型、焊接、螺栓连接等工艺形成轻质、高强度的结构体系。
这种
结构体系具有重量轻、施工速度快、抗震性能好、环保节能等优点，因此在低层住宅建设
中得到了广泛应用。
冷弯薄壁型轻钢结构体系具有重量轻的特点。
冷弯薄壁型钢材的重量远远轻于传统的
混凝土或钢筋混凝土结构材料，这使得整个建筑结构的重量大幅度减小。
这不仅可以减小
建筑物的自重，减少地基承载压力，还可以减小地震作用对结构的影响，提高抗震能力。
结构重量轻还可以减少施工期间对周边环境的影响，降低施工噪音和扬尘。
冷弯薄壁型轻钢结构体系施工速度快。
冷弯薄壁型轻钢结构体系采用的是工厂化生产
和现场安装相结合的施工方式，可以将制造和安装过程同时进行，大大缩短了施工周期。
冷弯薄壁型轻钢结构体系的构件制作在工厂中完成，可以通过模块化设计和生产，实现批
量化生产和标准化组装。
现场施工时，各个构件可以进行快速拼装，减少了施工现场的施
工周期。
冷弯薄壁型轻钢结构体系具有良好的抗震性能。
冷弯薄壁型轻钢结构体系具有较高的
刚度和韧性，能够有效地分散和抵抗地震产生的荷载。
冷弯薄壁型轻钢结构体系的刚度大，能够限制建筑变形，降低地震力的传递。
冷弯薄壁型轻钢结构体系的韧性好，能够吸收和
消散地震产生的能量，减小地震对建筑物的破坏。
冷弯薄壁型轻钢结构体系在低层住宅项
目中具有较好的抗震性能，能够保障住户的人身安全。
低层冷弯薄壁型钢结构住宅体系抗震性能研究
工 程 抗 震 与 加 固 改 造
２１ ０ １年 １ ０月
体 系 的弹性 及 弹塑 性 时 程 分 析模 型 ， 析 和讨 论 了 分 结 构 的振 型和周 期 ， 据 相 关 规 范要 求 对 结 构 进 行 根
了相应 的荷 载组 合 ， 别 进 行 了结 构体 系在 设 防烈 分 度 为 ７度和 ８度 时 的地震 反应 分 析 ， 讨 论 了结 构 并
７０ ５ ； ． 州 理 工 大 学 土 木 工 程 学 院 ， 肃 兰 州 ７０ ５ ） ３００ ２兰 甘 ３ ００
［ 摘
要 ］ 研 究 低 层 冷 弯 薄 壁 型 钢 结 构 住 宅体 系 的 抗 震 性 能 是 进 行 该 类 结 构 体 系 推 广 应 用 的关 键 。 本 文 基 于 Ａ Ｓ Ｓ软 件 ＮＹ
在 各种 典 型工 况荷 载组合 下 的位 移是否 满 足相关 规
范 的 限值要 求 。本文 结果 可 为进 一步 系统研 究该 类
结 构体 系 的抗震 性 能提供 参考 。
１ 有 限 元 模 型 的 建 立
参 考 某 实 际工 程 几何 参 数 ， 依 据 现 行设 计 规 并
范 。 ， 设计 了进 行 理论 分 析 的 原 型结 构 。该 建 筑 为 两 层联 排 式 住 宅 体 系 ， １ ｍ， １ ｍ， 高 ３ 长 ８ 宽 ２ 层 ｍ。
冷弯薄壁型轻钢结构体系在低层住宅项目中的应用
冷弯薄壁型轻钢结构体系在低层住宅项目中的应用冷弯薄壁型轻钢结构是一种钢结构体系，由于其优越的性能，近年来在低层住宅项目中得到广泛应用。
本文将从冷弯薄壁型轻钢结构的特点、在低层住宅项目中的应用以及未来发展趋势等方面进行阐述。
一、冷弯薄壁型轻钢结构的特点1. 良好的抗震性能冷弯薄壁型轻钢结构由冷轧薄壁型钢材组成，具有良好的整体刚度和强度，能够在地震等自然灾害中有效减少损失，为住宅项目提供了良好的保障。
2. 轻质高强冷弯薄壁型轻钢结构与传统混凝土结构相比，具有自重轻、施工速度快的特点，可以大大缩短住宅项目的建设周期。
3. 环保节能冷弯薄壁型轻钢结构采用绿色环保材料，施工过程中减少对环境的影响，符合现代社会对于节能环保的需求，具有广阔的市场前景。
二、冷弯薄壁型轻钢结构在低层住宅项目中的应用1. 提高建筑效率冷弯薄壁型轻钢结构具备工程化制造的优势，可以提高住宅项目的建筑效率，缩短工程周期，减少建设成本。
2. 适应多样化需求冷弯薄壁型轻钢结构可根据不同项目的需求进行定制化设计和生产，能够满足低层住宅项目的多样化需求，为业主提供个性化的住宅解决方案。
3. 优化空间利用冷弯薄壁型轻钢结构具有较大的可设计性，可以在保证建筑结构强度的前提下，最大限度地优化住宅空间的使用效率，提升住宅的舒适度和居住体验。
4. 提高建筑质量冷弯薄壁型轻钢结构的预制化加工制作和现场安装，可以有效控制施工质量，提高低层住宅项目的整体建筑质量。
5. 降低运营成本冷弯薄壁型轻钢结构具有良好的环保节能特性，可以减少住宅项目的运营成本，降低业主的生活开支。
三、冷弯薄壁型轻钢结构在住宅项目中的未来发展趋势1. 技术不断成熟随着工程技术的不断发展和成熟，冷弯薄壁型轻钢结构在住宅项目中的应用将迎来更广阔的发展空间。
2. 智能化发展随着智能化和信息化的发展，冷弯薄壁型轻钢结构将更加注重智能化设计和施工，提高住宅项目的建设效率和品质。
3. 国家政策的支持中国政府提出“建筑节能”、“轻钢结构”等相关政策，将为冷弯薄壁型轻钢结构在住宅项目中的应用提供更多的政策支持和发展机遇。
冷弯薄壁型轻钢结构体系在低层住宅项目中的应用
冷弯薄壁型轻钢结构体系在低层住宅项目中的应用冷弯薄壁型轻钢结构体系是一种新型的建筑结构体系，它采用冷弯钢材作为主要承载结构材料，经过冷弯成型和连接组装而成，具有高强度、轻质化、环保等优点。
在低层住宅项目中的应用越来越广泛。
冷弯薄壁型轻钢结构体系在低层住宅项目中的应用可以提高施工效率。
相比传统的混凝土结构，冷弯薄壁型轻钢结构体系具有组装速度快的特点。
冷弯钢材可以提前加工成标准尺寸，现场组装时只需进行连接即可，大幅度缩短了施工周期。
而且，这种结构体系不受天气的影响，可以实现全天候施工，进一步提高了施工速度。
冷弯薄壁型轻钢结构体系在低层住宅项目中的应用可以节约材料。
冷弯钢材材质轻巧，但强度高，可以在保证结构安全的前提下减少使用量。
与传统混凝土结构相比，冷弯薄壁型轻钢结构体系的自重轻，减少了地基的负荷，降低了基础工程的成本。
冷弯钢材可以进行回收再利用，节约资源，符合可持续发展的理念。
冷弯薄壁型轻钢结构体系在低层住宅项目中的应用可以提高建筑的抗震性能。
冷弯薄壁型轻钢结构是一种整体刚性结构，具有优良的抗震性能。
冷弯钢材的高强度和灵活性使其能够有效地吸收和分散地震力，减少建筑的破坏程度。
冷弯薄壁型轻钢结构体系的连接方式多样，可以根据不同需求进行设计，提高了结构的稳定性。
冷弯薄壁型轻钢结构体系在低层住宅项目中的应用还可以提高建筑的省能性能。
冷弯薄壁型轻钢结构具有优良的保温、隔热性能，可以有效降低建筑能耗。
该结构体系还可以应用太阳能、地源热泵等新能源技术，进一步提高建筑的节能效果。
冷弯薄壁型钢结构体系抗震性能的影响因素
冷弯薄壁型钢结构体系抗震性能的影响因素【摘要】本文从冷弯薄壁型钢结构体系的组成构件的力学性能，分析各个部分对整体结构抗震性能的影响，明确该体系抗震设防设计的重点。
【关键词】冷弯薄壁型；抗震性能；影响因素0 前言冷弯薄壁型钢结构体系主要由屋盖、楼盖、组合墙体及围护结构等组成。
屋盖和楼盖主要承受竖向荷载，组合墙体则既承受竖向荷载，又承受风以及地震等水平作用。
典型的冷弯薄壁型钢组合墙体由C形（和U形冷弯薄壁型钢构件组成的钢骨架，与墙面板或交叉支撑经自攻螺钉连接而成。
冷弯薄壁型钢结构相对于传统钢筋混凝土结构具有较大的优势：①用钢量经济，钢材可完全回收，建材符合绿色要求，满足国家环保和可持续发展要求；②轻质高强，在满足上部承载力的同时对地基承载力要求不高，可大幅度降低基础造价；③结构的所有构件都可以模数化设计、工厂标准化生产，能较好地保证质量，推动建筑产业化进程；④现场组装，混凝土湿作业少，施工文明，对环境影响小，不受地域和季节的影响，建设周期短，加快资金回笼，降低投资风险，提高投资效益；⑤各种管线可暗埋于墙体和楼盖中，布置简单，检修维护容易，墙体截面小，建筑可用面积大。
鉴于该体系的诸多优点，当前国家和众多企业在市场上大力推广应用。
而我国又地处世界两大主要地震带-环太平洋地震带与欧亚地震带的交汇部位，受太平洋板块、印度板块与菲律宾海板块的挤压，地震断裂带十分发育。
板块构造位置决定，我国地震频繁、震灾严重。
近几年的地震给我们国民经济造成了巨头的损失，冷弯薄壁型钢结构住宅体系要被大众所接受，必须研究清楚其抗震性能。
1 结构地震力计算地震力是指结构物由于地表运动而受到相应加速度，进而产生的惯性力，土压力和水压力的总称。
由于水平振动对建筑物的影响最大，因而一般只考虑水平振动。
水平地震作用的计算方法主要有底部剪力法和振型分解反应谱法[1]。
两种计算方法地震力均等于“等效重力×地震系数”，所以地震力跟结构体系的自重成正比。
低层冷弯薄壁型钢房屋抗震性能研究
低层冷弯薄壁型钢房屋抗震性能探究摘要：随着人们对低层房屋安全性的关注不息增强，冷弯薄壁型钢房屋作为一种新型住宅建筑结构，具备轻质、高强度、可循环利用等优势，在抗震设计领域引起了广泛的关注。
本文通过试验和数值分析的方法，对冷弯薄壁型钢房屋的抗震性能进行了探究，通过比较不同参数的变化对其抗震性能进行了评估，为低层冷弯薄壁型钢房屋的设计与施工提供了科学依据。
关键词：低层冷弯薄壁型钢房屋；抗震性能；试验探究；数值分析1. 引言住房是人们生活中不行或缺的一部分，其安全性一直备受关注。
传统住宅建筑结构面临着自重大、周期长、施工周期较长等问题，因此需要寻找一种新型住宅建筑结构。
近年来，冷弯薄壁型钢房屋作为一种新型轻型钢结构房屋，得到了广泛应用。
具有良好的抗震性能是保障住房安全的关键因素，因此对低层冷弯薄壁型钢房屋的抗震性能进行探究具有重要意义。
2. 试验设计本试验选取具有代表性的低层冷弯薄壁型钢房屋样板进行试验探究。
起首，制定试验方案，确定载荷与荷载形式，增加试验的可控性和可操作性。
然后，依据方案，搭建低层冷弯薄壁型钢房屋样板，确保试验的真实可行性。
最后，在模型上设置应力传感器和位移传感器，实时监测试验数据，并进行数据处理与分析。
3. 试验结果分析通过试验得到了低层冷弯薄壁型钢房屋在不同载荷作用下的应力和位移数据，并进行了分析。
结果表明，在相同的载荷作用下，冷弯薄壁型钢房屋具有较好的抗震性能，具备一定的延性。
随着载荷的增加，应变和位移也相应增加。
此外，通过对比不同参数的试验数据，发现冷弯薄壁型钢房屋的房屋高度、墙体厚度、框架形式等对其抗震性能具有一定的影响。
4. 数值模拟分析在试验结果的基础上，针对低层冷弯薄壁型钢房屋的抗震性能进行数值模拟分析。
通过建立有限元模型，计算不同参数下的应力与位移分布。
结果表明，模拟值与试验值基本吻合，验证了试验结果的可靠性。
此外，模拟分析还发现了冷弯薄壁型钢房屋在不同抗震设计水平下的位移比、屈服变形等重要指标。
冷弯薄壁型钢复合墙体的抗震性能研究
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ Ｐｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｃｏ ｌ ｄ— — ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｄ
Ｔｈ ｉ ｎ— — ｗａ ｌ ｌ ｅ ｄ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｃｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ Ｗａ ｌ ｌ
ＬＩ Ｕ Ｄｉ ａ ｎ—ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ ， ＳＨＩ Ｇｕ ａ ｎ ｇ—ｙ ｉ ， ＨＡ０ Ｚ ｈｅ ｎ—ｐ ｅ ｎ ｇ ， ＨＵＡＮＧ Ｗｅ ｉ—ｄ ｏ ｎ ｇ
（ １ ： Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｊ ｉ ｌ ｉ ｎ Ｊ ｉ ａ ｎ ｚ ｈ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ １ ３ ０ １ １ ８ ；
冷 弯 薄 壁 型 钢 复合 墙 体 的抗 震 性 能研 究
刘殿 忠 时广 义 郝 振 鹏 黄伟东
３ ０１ １ ８； （ １ ： 吉林建筑 大学 土木工程学院 ， 长春 １
２ ： 中国石油 管道 公司管道工程第二项 目经理部 ， 廊坊 ０ ６ ５ ０ ０ １ ）
摘要 ： 本 文使用 大型通用有 限元软件 Ａ Ｂ Ａ Ｑ Ｕ Ｓ研 究冷弯 薄壁 型钢 复合墙体 的抗 震性能， 分析高宽 比、 墙体 的水平拉 筋等参数对冷弯 薄壁 型钢 复合墙体 抗震性能 的影 响． 研究表 明： 随着冷 弯薄壁 型钢墙体 的高宽 比增加 ， 墙体 的抗剪 承载能力逐渐降低 ， 但墙 体的变形能力逐渐增 强． 墙体 的水平拉 筋可 以增 强墙体 的整 体性 能， 当拉 筋 间距 较小 时，
可有效提高墙体 的延性 ， 随着水平拉结 筋 间距 增大 ， 墙体 的抗 剪承 载力逐 渐 降低 ， 屈服荷 载和 极 限荷 载 也随之 降
冷弯薄壁型轻钢结构体系在低层住宅项目中的应用
冷弯薄壁型轻钢结构体系在低层住宅项目中的应用1. 引言1.1 冷弯薄壁型轻钢结构体系在低层住宅项目中的应用冷弯薄壁型轻钢结构体系在低层住宅项目中的应用具有许多优势。
冷弯薄壁型轻钢结构具有轻质高强、施工速度快、减少了对土地资源的占用等特点，能够满足低层住宅项目对结构轻、抗震性能好、可持续发展的需求。
冷弯薄壁型轻钢结构在设计和施工时更加灵活多样，能够满足不同低层住宅项目的需求。
冷弯薄壁型轻钢结构结构简洁美观，符合现代建筑的审美要求。
冷弯薄壁型轻钢结构体系在低层住宅项目中的应用对于提高住宅建筑的质量、效益和节能环保具有重要意义。
随着住宅建设的不断发展，冷弯薄壁型轻钢结构体系的应用前景将更加广阔。
2. 正文2.1 冷弯薄壁型轻钢结构的特点1. 轻质高强：冷弯薄壁型轻钢结构采用轻钢材料制作，相比传统混凝土结构具有更轻的重量和更高的强度，能够减轻建筑物自重，降低地基承载压力。
2. 施工周期短：由于冷弯薄壁型轻钢结构采用预制工艺，可以实现工厂化生产，减少现场施工工期，大大缩短建筑周期，提高工程进度。
3. 绿色环保：冷弯薄壁型轻钢结构可以实现资源循环利用，减少建筑废弃物的产生，符合可持续发展理念，对环境友好。
4. 灵活性强：冷弯薄壁型轻钢结构可以根据不同的设计要求进行定制化制作，能够满足各种功能需求，灵活性强。
5. 耐久性好：冷弯薄壁型轻钢结构具有良好的耐候性和抗腐蚀性，能够保持长久的使用寿命，降低维护成本。
冷弯薄壁型轻钢结构具有轻质高强、施工周期短、绿色环保、灵活性强和耐久性好等特点，逐渐受到建筑行业的青睐，并在低层住宅项目中得到广泛应用。
2.2 冷弯薄壁型轻钢结构在低层住宅项目中的优势轻钢结构具有优良的抗震性能。
由于轻钢结构采用轻质钢材作为主要结构材料，其重量轻，而且整体结构强度高，能够有效地减小房屋的自重，提高房屋的抗震性能。
在地震频发的地区，采用冷弯薄壁型轻钢结构可以有效降低住宅建筑物的倒塌风险，提高居民的安全系数。
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[收稿日期]2008-12-28 [作者简介]刘飞(1981-),男,2003年大学毕业,博士生,现主要从事钢结构与空间结构方面的研究工作。
低层冷弯薄壁型钢结构抗震性能分析 刘 飞,李元齐 (同济大学土木工程学院,上海200092) 张继承 (长江大学城市建设学院,湖北荆州434023)[摘要]四川汶川大地震后,大量的灾区房屋急需要重建,低层冷弯薄壁型钢结构住宅体系是一种理想的选择。
以某钢结构企业捐献给灾区的两层冷弯薄壁型钢小学试点房为研究对象,按照现行的建筑抗震设计规范,基于单片墙体的抗剪能力,采用底部剪力法进行了整体结构的抗震性能分析。
结果表明,该建筑所采用的组合墙体构造能满足我国规范的抗震设防要求,此类结构体系适合建造于灾区。
[关键词]高强冷弯薄壁型钢;组合墙体;抗震性能;抗剪强度;底部剪力法[中图分类号]TU3[文献标识码]A [文章编号]1673-1409(2009)01-N091-04冷弯薄壁型钢结构住宅体系从20世纪60年代开始发展至今,以美国、加拿大以及日本和澳大利亚等国为主,其具有环保和抗震性能好、施工速度快等显著优点。
四川汶川大地震后,大量的灾区房屋急需要重建,低层冷弯薄壁型钢结构住宅体系是一种理想的选择。
某钢结构企业捐献给灾区的试点房为2层的钢结构小学建筑,其采用高强冷弯薄壁型钢构件,密柱龙骨结构体系,竖向荷载由立柱承担,水平荷载由组合墙体承担。
钢构件采用澳洲标准[1]的高强G 550钢材,屈服强度550MPa ,强度设计值440MPa 。
笔者对结构进行了整体抗震性能的分析评估,验证了其满足中国规范的抗震设防要求,可建造于灾区。
1 计算原理和方法,同济大学在国内首次进行了屈服强度550M Pa 的高强冷弯薄壁型钢二层住宅足尺模型的振动台试验研究,并基于单片墙体的抗剪能力,采用底部剪力法进行了结构的抗震性能评估,验证了该法的合理性。
为此,笔者采用底部剪力法来评估试点房结构的抗震性能。
底部剪力法的原理是拟静力法,即根据地震反应谱理论[2],以工程结构底部的总地震剪力与等效单质点的水平地震作用相等的原则,来确定结构总地震作用的方法。
其基本思想是在静力计算的基础上,将地震作用简化为一个惯性力系附加在研究对象上。
笔者首先计算了结构的自振周期,然后根据规范中的设计反应谱曲线[3],计算地震作用力,依照按面积分配法[4]计算了各片墙体承受的水平剪力,并与标准墙体抗剪强度设计值[4,5]进行计较。
2 结构的地震荷载计算211 结构的自振周期采用底部剪力法计算结构的地震作用时,首先要确定其第一自振周期,笔者进行了整体结构的模态分析。
结构模型的平面图如图1所示,长度为38000mm ,宽度为8400mm ,高度为8360mm ,2层的层高均为3200mm ,屋架的高度为1960mm 。
由于是教学楼建筑,所以墙体开洞(门、窗)率很大,如图2(a )所示,开洞对于龙骨式组合墙体的抗震性能有很大的影响。
采用通用结构分析软件SA P2000建立了整体结构的空间模型,对于冷弯薄壁型钢龙骨体系,外蒙皮板对结构的抗剪强度和刚度有很大的贡献作用,所以在模型中建立了墙板壳单元。
笔者计算了结构的前20阶自振周期和振型,表1给出前3阶模态计算结果。
・19・长江大学学报(自然科学版) 2009年3月第6卷第1期:理工Journal of Yangtze U niversity (N at Sci Edit) Mar 12009,Vol 16No 11:Sci &Eng图1 结构模型平面图(mm)图2 结构振型212 水平地震作用计算表1 结构的自振周期振型阶数周期/s 振型特征101166横向平动201161纵向平动301154扭转 根据建筑抗震设计规范[3],采用底部剪力法计算地震对结构的作用,结构重力荷载的代表值取恒载加上015倍的楼面活载。
该工程拟建造地区的抗震设防烈度为7°,设计基本地震加速度值为0115g ,设计地震分组为第二组,场地土类别为II类,地震动反应特征周期值为014s 。
以下采用底部剪力法计算结构的水平地震荷载,把结构质量分成3个部分,底层质量m 1、二层质量m 21和屋架质量m 22,各质点的质量可由软件直接提取得到。
地震动反应谱特征周期值[3]为T g =0140s ,按照多遇地震考虑αmax =0112,结构的阻尼比取ξ=0105。
图3 地震影响系数曲线根据规范的地震影响系数曲线(图3)计算结构总的水平地震作用标准值F EK =13416kN 。
采用底部剪力法时,二层楼的结构简化成为2个质点。
第1个质点包括底层结构自重和楼板的恒载及活载,质量位置在楼板处,标高312m 。
第2个质点为二层钢结构和屋盖的恒载及活载,其作用位置采用如下方法计算:把G 2首先分成2个质点:G 21重量包括二层钢结构墙体,G 22重量包括屋架恒、活载,算出等效质心的作用位置。
底部剪力法的计算简图和质点作用位置如图4和图5所示。
由图4可见,H 1=312m ,H 2=5123m 。
2个质点的重力荷载代表值为G 1=105010kN ,G 2=26816kN 。
各层地震荷载作用为:第1层:F 1=G 1H 162k =1G k H kF EK =9418kN 第2层:F 2=G 2H 262k =1G k H kF EK =3917kN 各层承受的剪力值为:・29・ 长江大学学报(自然科学版)2009年3月 V 1E =F 1+F 2=13415kN V 2E =F 2=3917kN图4 等效质量计算简图 图5 底部剪力法质点作用位置 3 结构的抗震能力评估311 组合墙体的抗剪承载力设计值在低层冷弯薄壁型钢结构住宅中,侧向力抵抗体系由屋面、楼面和墙体(剪力墙)组成,即整个房屋各组合体均参与横向荷载的传递。
在实际设计中,要分别进行房屋横、纵2个方向水平地震作用下结构的强度和刚度验算。
对于侧向力抵抗体系的设计,在计算结构单面剪力墙体分配的地震荷载时,采用了按面积分配法[4],其假定水平隔板与剪力墙相比是相对柔性的,因此这种方法是按照从属面积分配荷载的。
目前对于单片组合墙体的抗剪强度及刚度的确定还没有成熟的设计理论及公式,相关性能参数主要由足尺模型的水平加载抗剪试验研究来确定。
该建筑结构中主要采用的是2种组合墙体形式,类型1为S10010@610mm 钢龙骨柱,双面分别覆12mm 厚OSB 板和12mm 厚石膏板;类型2为S10010@610mm 钢龙骨柱,双面分别覆钢拉带SP10010和12mm 厚石膏板。
根据文献[4,5]的试验研究成果,类型1标准墙体的抗剪强度设计值为1110kN/m ,类型2标准墙体的抗剪强度设计值为9130kN/m 。
关于剪力墙开洞因素的考虑,根据低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程(送审稿),当洞口宽度大于400mm ,高度大于600mm 时,此水平长度段的洞口墙体不计入抗剪墙体。
该结构中门、窗开洞尺寸均大于该项值,故开洞部分的墙体不考虑该段的结构抗剪作用。
除去开洞部分,实际参予抗剪墙体的有效长度:底层纵向(长边),类型1墙体长度L 1X =3110m ;底层横向(短边),类型2墙体长度L 1Y =48m ;二层纵向(长边),类型1墙体长度L 2X =3110m ;二层横向(短边)类型2墙体,长度L 2Y =48m 。
312 结构的抗震性能评估考虑地震作用的荷载组合,地震荷载的分项系数[6]为113,结构每层墙体承受的总荷载为: V 1=113×V 1E =17419kN V 2=113×V 2E =5116kN地震荷载效应按面积分配法,根据每面剪力墙体控制的跨度范围,分配各自承担的墙体剪力。
对于X 向的墙体来说,参予抗剪的只有2面纵向墙体,可以认为它们平均分配剪力;对于Y 向的墙体来说,参予抗剪的有8面横向墙体,由于它们并非均匀布置,故对其编号为Ⅰ至Ⅷ,按照跨度范围计算剪力分配系数,墙体编号示意如图6所示,剪力分配系数如表2所示。
图6 横向墙体的编号・39・第6卷第1期:理工刘飞等:低层冷弯薄壁型钢结构抗震性能分析 表2 横向墙体的剪力分配系数墙体编号跨度范围/mm 分配系数墙体编号跨度范围mm 分配系数Ⅰ125001033Ⅴ900001237Ⅱ250001066Ⅵ900001237Ⅲ275001072Ⅶ600001158Ⅳ600001158Ⅷ150001039根据墙体的剪力分配系数,计算各片墙体实际承受的水平剪力,并和抗剪强度设计值进行比较,从而评估整体结构的整体抗震性能。
分析结果如表3所示,限于篇幅,对Y 向抗剪墙体来说,只列举了剪力分配系数最大的墙体V 的分析结果。
表3 地震作用下组合墙体的抗震性能分析墙体编号剪力设计值/kN 有效长度/m 单位宽度剪力/kN ・m -1抗剪强度设计值/kN ・m -1安全性底层X 向17419311051641110是底层Y 向V 4115851199130是二层X 向5116311011661110是二层Y 向V 1212811539130是从表3中可以看出,底层X 向墙体承受的剪力设计值5164kN/m 小于其抗剪强度设计值1110kN/m ,底层Y 向最不利位置的V 号墙体承受的剪力设计值5119kN/m 小于其抗剪强度设计值9130kN/m ;二层X 向墙体承受的剪力设计值1166kN/m 小于其抗剪强度设计值1110kN/m ,二层Y 向最不利位置的V 号墙体承受的剪力设计值1153kN/m 小于其抗剪强度设计值9130kN/m 。
总体来说,二层结构由于承受的水平剪力小,其墙体的抗剪安全系数更高。
综合上述分析,该建筑结构采用了高强冷弯薄壁型钢龙骨承重体系,自重轻,且抗侧刚度大,整体结构具有较好的抗震设防效果。
4 结 论1)高强冷弯薄壁型钢承重体系结构自重轻,地震作用下产生的水平作用力小,且其自身刚度大,采用合理的组合墙体构造方式能达到理想的抗震效果,建议在设防烈度高的地区采用双面覆板的构造。
2)利用底部剪力法简化分析模型,按面积分配法计算各片墙体承受的水平荷载,并与标准墙体抗剪强度设计值进行计较,用来评估整体结构的抗震性能是合理可行的。
3)笔者的分析方法是基于规范反应谱的拟静力法,进一步的研究方向是结构整体的非线性时程分析方法。
可尝试通过组合墙体的水平低周反复加载试验,由墙体的滞回曲线得到结构的层间恢复力模型,从而进行整体结构的动力响应分析,并和拟静力法的结果进行比较研究。
[参考文献][1]AS/NZS 4600,Australian/New Zealand Standard Cold 2formed steel structures [S]1[2]吕西林1建筑结构抗震设计理论与实例[M ]1第2版1上海:同济大学出版社,20021[3]G B5001122001,建筑抗震设计规范[S]1[4]郭鹏1冷弯型钢骨架墙体抗剪性能试验与理论研究[D ]1西安:建筑科技大学,20071[5]袁耀明1高强冷弯薄壁型钢双面覆板墙体抗剪性能试验与理论研究[J ]1西安:建筑科技大学,20081[6]G B5000922001,建筑结构荷载规范[S]1[编辑] 易国华・49・ 长江大学学报(自然科学版)2009年3月82R esearch of the System Design for Mobile GIS B ased on Embedded DatabaseBAI Kai,LI Min,WANG Hua2bing (Yangtze Universit y,J ingz hou434023)Abstract:Based on embedded database,a favorable mobile GIS system st ruct ure suitable for mo bile GIS platform was p resented in t his paper1In t he core f ramework of t his system struct ure,t he spatial index interface is designed according to t he visitor design pattern,t he spatial index module is imple2 mented by using t he Packed R2tree data struct ure and algorit hms;and based o n t he adapter design pattern,index st ruct ure and spatial data are accessed and persisted in t he relational table1According to t he application in our own GIS platform,t he result s indicate t hat it can improve query efficiency, enhance storage management ability,and is p rovided wit h better extensibility and flexibility1K ey w ords:mobile GIS;embedded database;spatial index st rategies;Packed R2t ree88Study Of Indenter form in Fine B lankingH UANG Jing,X U X iao2bing,G UAN Qiang (Yangtze Uni versit y,J ingz hou434023)Abstract:The fine2blanking p rocess of round disk was simulated by using t he software D EFORM22D, and t he simulations are in t he conditions of using flat indenter,t he single V2ring indenter and t he double V2ring indenter separately1t he simulation result s shows t hat t he V2ring fine2blanking technol2 ogy plays an important role in improving t he quality of t he fine2blanking product s1K ey w ords:fine2blanking;indenter;DEFORM22D;numerical simulation85On the Structure of the R educer with Small Tooth Number DifferenceH UANG Qing2shi,ZHOU Chuan2xi (Yangtze Universit y,J ingz hou434023)Abstract:In allusion to t he disadvantages of t he reducer wit h small toot h number difference in exist2 ence,A new type of reducer is int roduced1It is mainly made up of several part s:one inp ut shaft,two sleeves wit h twain eccent ricity blocks,two t hin planet gears,one t hick planet gears,one inner gear ring and a outp ut shaft system1Wit hout any matched heavy,it can also realize t he whole complete balance1There are many advantages,such as stable running,great bearable load and high mechanical efficiency1So it is suitable for high2speed and heavy2load situation especially1K ey w ords:reducer wit h small toot h number difference;st ruct ure;balance;mechanical efficiency91Shock R esiatance Analysis on Low Cold2formed Thin2W alled Steel Structure System LI U Fei,LI Y uan2qi (Tong j i Universit y,S hanghai200092)ZH ANG Ji2cheng (Yangt ze Universit y,J ingz hou434023)Abstract:A large number of residential buildings needed to be rebuilt in disaster areas after Wen2 chuan eart hquake in Sichuan province,low2rise cold2formed t hin2walled steel residential building sys2 tem was an ideal choice1A two2floor cold2formed steel p rimary school building,which was donated to t he disaster areas,was taken as an example,according to our current national seismic design code, integral seismic analysis of t he building was performed by using t he base shear met hod based on sin2 gle wall’s shear design st rengt h1The result s show t hat t he conformation of compo site walls used in t his building satisfies requirement for eart hquake resistance of our national requirement s,t his st ruc2 t ure system is applicable in disaster areas1K ey w ords:high2st rengt h cold2formed t hin2walled steel;composite wall;seismic behavior;shear st rengt h;base shear met hod95Performance Study on the Modif ied Bitumen by R ock AsphaltQI N Min,LU Zhao2feng (Chongqing J iaotong Uni versit y,Chongqing400074)Abstract:By taking t he nat ural rock asp halt of Qingchuan Area as t he modifier,t he rheological per2 formances of modified asp halt wit h different content s of rock asp halt were st udied t hrough experi2 ment s1According to t he related measure indexes,t he influence degree was researched f rom t he high temperat ure performance,t he low temperat ure performance and t he durability1The result s indicate・Ⅵ・。